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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇.已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1.请回答下列问题:
(1)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
 
;
(2)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);下列说法正确的是
 
(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=
nA
tA
mol?L-1?min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时
n(H2)
n(CH3OH)
增大
(3)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为
 
.
考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式,化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)根据CO和CH3OH的燃烧热先书写热方程式,再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式;
(2)根据图象中甲醇的变化来计算反应速率,并利用图象中时间与速率的关系来分析T1、T2,再利用影响平衡的因素来分析解答;
(3)根据化学平衡的三段法计算平衡时各物质的物质的量,再利用反应前后气体的物质的量之比等于压强之比来解答.
解答: 解:(1)由CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1,则
①CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1 
②CH3OH(l)+
1
2
O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ?mol-1 
由盖斯定律可知,②-①得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),则△H=-726.5kJ?mol-1-(-283.0kJ?mol-1)=-443.5kJ?mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ?mol-1;
(2)根据题给图象分析可知,T2先达到平衡则T2>T1,由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1,又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少,则说明可逆反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,则T1时的平衡常数比T2时的大;
①v(CH3OH)=
nA
2L
tA
=
nA
2tA
mol/L?min,故①错误;
②正反应为放热反应,根据题给图象分析可知,T2先达到平衡则T2>T1,升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应在T1时的平衡常数比T2时的大,故②错误;
③依据图象分析T2先达到平衡则T2>T1,由温度升高反应速率增大可知T2的反应速率大于T1,又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少,则说明可逆反应CO2+3H2?CH3OH+H2O向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,故③正确;
④处于A点的反应体系从T1变到T2,升高温度,平衡向逆反应方向移动,达到平衡时,氢气物质的量增大、甲醇的物质的量减小,故
n(H2)
n(CH3OH)
增大,故④正确;
故答案为:③④;
(3)由化学平衡的三段模式法计算可知,
       CO2 (g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
起始    1        3          0          0
变化    a        3a         a          a
平衡    1-a      3-3a       a          a
根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比,
则容器内的压强与起始压强之比为=(1-a+3-3a+a+a):(1+3)=(2-a):2,
故答案为:(2-a):2.
点评:本题主要考查了燃烧热计算、盖斯定律、热化学反应方程式、反应速率、化学平衡等重要知识,难度中等,注意对基础知识的理解掌握.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

800℃、2L密闭容器反应2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s)012345
n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007
计算并回答下列问题:
(1)反应进行到2s时c(NO)=
 
.
(2)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率υ=
 
.
(3)反应达到平衡状态时NO的转化率=
 
.(提示:转化率=
变化量
起始量
×100%)
(4)判断一可逆反应是否达到平衡状态的依据有很多,某同学针对该反应提出一种设想:测定容器内气体的密度,当密度不再改变时即可判断出该反应已经达到平衡状态.你认为这种设想是否正确?
 
(填“是”或“否”)请说明你的理由
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

A~N均为中学化学中的常见物质,其中A是日常生活中不可缺少的物质,也是化工生产上的重要原料,单质M是目前使用量最大的金属,常温下B、E、F为气体,G为无色液体,这些物质在一定条件下存在如图转化关系,其中有些反应物或生成物已经略去.回答下列问题:

(1)H的化学式为
 
,D的电子式为
 
.
(2)I也可用于制作凝血剂,其原因是
 

(3)D与G反应的离子方程式为
 
.
(4)G与M反应的化学方程式为
 
.
(5)若用惰性电极电解500ml A的水溶液一段时间后,在阴极收集气体224ml( 标况下测定),请问过程中转移的电子数为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列各组物质中,请指出不能归为一类的一种物质,并说出另三种所属同一类的类别(将答案分别填写在题后的横线上)
(1)CuSO4?5H2O  金刚石  食盐水  NaOH
 

(2)H2O    CO2   H2SO4   CaO
 

(3)H2SO4   NaOH  CO2  NaCl
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

分子式为C2H4O2的结构可能有和两种,为对其结构进行物理方法鉴定,可用
 
或
 
.
(1)若为,则红外光谱中应该有
 
个振动吸收;核磁共振氢谱中应该有
 
个峰.
(2)若为,则红外光谱中有
 
个振动吸收;核磁共振氢谱中应有
 
个峰.

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科目:高中化学 来源: 题型:

铅蓄电池是化学电源,它工作时的电池反应为:PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O.试回答:
(1)铅蓄电池正极的电极材料是
 
.
(2)工作时该铅蓄电池负极的电极反应是
 
.
(3)铅蓄电池工作时,电解质溶液的浓度
 
(填“减小”“增大”或“不变”,下同),pH
 
.
(4)如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2,当制得0.25mol Cl2时,在理论上电池内部消耗的H2SO4的物质的量是
 
mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:

化学平衡常数K的应用具有现实意义,试完成以下填空:
(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示
 
,K值大小与温度的关系是:温度升高,K值
 
.(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小).
(2)在密闭容器中,将2.0mol CO与10mol H2O混合加热到800℃,达到下列平衡:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) K=1.0,则CO的转化率为
 
.在800℃,若上述反应体系中各物质的浓度分别为c(CO)=2.0mol?L-1,c(H2O)=6.0mol?L-1,c(CO2)=3.0mol?L-1,c(H2)=4.5mol?L-1,则此时该反应向
 
 方向移动.

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科目:高中化学 来源: 题型:

用浓硫酸配制250mL 2mol?L-1硫酸溶液时,所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和胶头滴管之外,还需要
 
(填仪器名称);在下列配制过程示意图1中,有错误的是(填写序号)
 
.

(2)现要用容量瓶配制500mL 0.4mol?L-1 Na2CO3溶液,配好的溶液倒入试剂瓶后需要贴上标签.请你帮助把图2标签上的内容填上去.
(3)下列情况将使配制溶液的物质的量浓度偏低的有
 
(填序号)
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,未待干燥便用来配制
B.NaOH溶解后趁热移入容量瓶中
C.定容时,俯视刻度线
D.摇匀后发现液面未到刻度线,继续加水至刻度线.

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科目:高中化学 来源: 题型:

设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是(  )
A、常温常压下,17g甲基(-14CH3)所含的中子数为9NA
B、pH=1的稀硫酸中含有的H+数为0.1NA
C、7.8g过氧化钠与足量二氧化碳反应转移的电子数为0.1NA
D、3molNO2和足量H2O反应,转移1NA个电子

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